몸을 구성하는 세포 안에는 생명 유지에 필수적인 분자가 많이 존재한다. 대표적으로 RNA가 있다. RNA는 생명체의 유전 정보를 전달하거나 단백질 합성을 돕는 역할을 한다. 하지만 최근 세포 내에 RNA가 과도하게 많으면 오히려 독이 될 수 있다는 연구 결과가 발표됐다.
제품 기능에서 확인할 내용은?
[사진=unsplash] RNA 증가하자 미토콘드리아 기능 손상돼 미국 텍사스 A&M 수의과대학 및 생물의학대학 연구진은 세포 내 RNA가 과다하면 세포의 에너지 생산 능력이 저하돼 세포가 손상될 수 있다는 연구 결과를 국제 학술지 'PNAS'에 게재했다.
연구진은 천연두 바이러스 감염을 연구하던 중 바이러스가 증식하면서 많은 양의 RNA를 생성하는 것에 주목했다.
과다하게 RNA가 만들어지자 세포 소기관인 미토콘드리아의 기능이 손상됐다.
미토콘드리아는 내막을 가로질러 전기적, 화학적 차이를 발생시켜 세포의 주요 에너지인 ATP를 생성한다.
연구진은 연구 초기, 바이러스가 생성하는 과도한 RNA가 면역 반응을 자극해 간접적으로 미토콘드리아에 스트레스를 주는 것으로 의심했다.
제품 기능의 배경은 무엇일까?
이를 확인하기 위해 연구진은 바이러스 감염 세포의 반응을 추적하는 동시에 면역 반응이 개입하지 않은 상태에서 RNA가 미토콘드리아에 미치는 직접적인 영향을 조사했다.
특히 미토콘드리아만 세포 밖으로 순수하게 격리한 뒤 그곳에 RNA를 직접 추가하는 통제된 실험을 진행해 면역 경로 외의 독자적인 인과관계를 파악하고자 했다.
실험 결과, 미토콘드리아의 문제는 면역 체계가 본격적으로 활성화되기 전에 발생했으며, 면역 체계의 일반적인 감염 반응과 무관하다는 것이 발견됐다.
연구진은 "미토콘드리아만 분리해서 RNA를 넣었을 때도 미토콘드리아 손상이 관찰됐다"며 "이 현상을 통해 RNA 자체가 미토콘드리아 기능을 직접 간섭할 수 있는 것"이라고 설명했다.
이 대목에서 확인할 내용은 무엇일까?
과도한 RNA가 미토콘드리아를 손상시키고 세포의 에너지 생산 능력을 저하시킬 수 있다.
[사진=Nadya Pichkasova/Texas A&M University College of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences] RNA 많으면 전기적 균형 무너뜨려 일반적으로 세포는 분해 시스템을 통해 RNA가 다량으로 축적되는 것을 막는다.
하지만 RNA 생성량이 세포의 분해 능력을 초과하면 문제가 될 수 있다.
연구진은 음전하를 띠는 RNA가 미토콘드리아 주변에 비정상적으로 누적될 경우 효율적인 에너지 생산에 필요한 전기적 균형을 무너뜨릴 수 있다고 추정했다.
이 현상은 바이러스에게도 큰 문제가 될 수 있다.
어떤 기능이 소개됐을까?
바이러스는 에너지를 공급받고 단백질을 생산하기 위해 감염된 세포에 전적으로 의존하지만, 과도한 양의 바이러스 RNA를 생산하면 바이러스 복제에 필요한 메커니즘 자체가 손상될 수 있기 때문이다.
해당 연구 결과는 다양한 질병과도 관련 있다.
암, 알츠하이머병 및 파킨슨병 같은 신경퇴행성 질환, 노화 관련 질환에서 공통으로 비정상적인 RNA 축적이 관찰된다는 점에서 과도한 RNA가 미토콘드리아 스트레스와 세포 기능 저하를 일으키는 숨은 주범일 수 있다는 가능성을 제시하기 때문이다.
이어지는 이야기에는 무엇이 담겼을까?
연구진은 "이중 가닥 RNA가 과다할 경우 해로운 면역 반응이 유발된다는 사실은 이미 알려져 있었지만 mRNA가 과다할 때도 미토콘드리아가 손상될 수 있다는 것은 이번 연구를 통해 알게 됐다"고 말했다.
이어 "세포가 대량의 RNA에 반응하고 이를 분해하는 메커니즘을 깊이 이해함으로써 미래 치료제의 안전성과 효율성을 극대화하는 데 기여할 수 있다"고 기대했다.
출처: PNAS [관련글 더 보기] 미토콘드리아 이식의 현실화···줄기세포로 되살리는 세포 발전소 세포 내 에너지 생산을 담당하는 미토콘드리아는 생명 유지의 핵심 기관이다.
최근 줄기세포에서 분리한 건...
- [사진=unsplash] RNA 증가하자 미토콘드리아 기능 손상돼 미국 텍사스 A&M 수의과대학 및 생물의학대학 연구진은 세포 내 RNA가 과다하면 세포의 에너지 생산 능력이 저하돼 세포가 손상될 수 있다는 연구 결과를 국제 학술지 'PNAS'에 게재했다.
- 이를 확인하기 위해 연구진은 바이러스 감염 세포의 반응을 추적하는 동시에 면역 반응이 개입하지 않은 상태에서 RNA가 미토콘드리아에 미치는 직접적인 영향을 조사했다.
- 과도한 RNA가 미토콘드리아를 손상시키고 세포의 에너지 생산 능력을 저하시킬 수 있다.
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